(57)【要約】【課題】この発明は、画像表示中心位置を中心とした角度調整を簡便にして容易に実現し得るようにして、自由な位置・姿勢で拡大観察を実現することにある。【解決手段】画像表示手段１の表示パネル４０とプロジェクター４３Ｌ、Ｒの位置関係を一定のまま、前記表示パネル４０の画像表示中心を中心として傾斜し得るように構成したものである。【選択図】      図１
2005121820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの等価運動機構を組合わせた傾斜アームと、
前記傾斜アームの他端における傾斜の略中心位置に取り付けられた画像表示手段と、
前記傾斜アームの一部に、その投影光軸が前記画像表示手段の傾斜の中心位置と略一致されて配置され、前記画像表示手段の表示面上における傾斜の中心位置に対して、画像を投影する画像投影手段と、
を具備したことを特徴とする画像観察装置。
【請求項２】
さらに、術部の拡大観察画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって得られる観察画像を、前記画像表示手段面上に投影する投影手段とを備えて構成したことを特徴とする請求項１記載の画像観察装置。
【請求項３】
前記撮像手段は、前記画像表示手段と一体的に構成されていることを特徴とする請求項２記載の画像観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば脳神経外科、眼科、整形外科等の外科手術等において微細な術部を観察するのに用いられる画像観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、外科手術においては、微細な術部を拡大観察するために、術部の拡大３次元画像が取得可能な手術用顕微鏡が使用されている。このような手術用顕微鏡は、左右独立した観察光路とそれに対する左右一対の接眼レンズを有し、各々の接眼レンズを左右眼で観察することにより、術部を拡大かつ立体観察ができる、いわゆる実体顕微鏡を構成している。
【０００３】
ところで、手術用顕微鏡にあっては、術部の拡大立体観察を行う場合、術者が接眼レンズを覗き込むといった動作を強いられるため、その観察位置や観察姿勢の制限を緩和し、自由な位置、姿勢での観察が可能なように術部の画像を、一旦ＣＣＤ等の撮像素子で電子画像化して、それをモニター等の表示手段に表示するいわゆる電子画像顕微鏡が提案されている。
【０００４】
例えば、このような手術用顕微鏡としては、顕微鏡本体内にその左右観察光路の結像点上各々に２つの撮像素子（以下、ＣＣＤと記す）を配置し、術部画像を、一旦電子画像として撮像した後、顕微鏡鏡体部に設けられた、液晶モニタ（以下、ＬＣＤと記す）に表示することで、術者が比較的自由な姿勢で観察可能としたものがある（特許文献１参照）。
【０００５】
また、顕微鏡鏡体部に左右一対のＣＣＤを内蔵し、このＣＣＤで撮像した電子画像を、独立配置したファインダーで観察可能とすることで、さらに自由な位置、姿勢で、術部の拡大３次元観察を可能とすると共に、顕微鏡鏡体部の位置配置の自由度を高めて、広い術作業空間を確保できるように構成したものもある（特許文献２参照）。
【特許文献１】特許３２０９５４３号公報（図１参照）
【特許文献２】特許３０３２２１４号公報（図１参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、顕微鏡鏡体部にＣＣＤを内蔵し、その撮像画像を表示する表示手段としてＬＣＤやバックライト等を組み込まなければならないために、大型となり、術者が術部を処置する作業空間が狭くなり、手術効率が低下されるという不都合を有する。
【０００７】
また、特許文献２では、鏡体部内部にＣＣＤを配し、別体に配したファインダーやヘッドマウントディスプレー（以下、ＨＭＤと記す）を用いることで、手術の処置作業空間を広く採ることが可能であるが、術者の観察姿勢に応じて、接眼レンズを保持しているアームを配置し、さらに接眼レンズを覗き込むといった作業が必要となるため、結果、術者は、術部の拡大観察等、常にファインダの接眼レンズに対して顔を固定しておくことが必要となり、術者に及ぼす疲労が大となる。
【０００８】
なお、ＨＭＤを用いる場合には、常に、術者の眼に追従されるため、無理な観察姿勢を強いる必要はなくなるが、術者に対して、ある程度の重量を有するＨＭＤを、顔に装着しておく必要があるために、非常な疲労感や苦痛を強いることとなる。実際の手術において、術者は、術部を直接観察する所謂直視と、顕微鏡による拡大観察を繰り返したり、また、ＨＭＤの場合にあっては、術者の眼に入る画像が、常に、拡大観察画像であるため、手術をアシストするアシスタントと連携を取りながら、手術の進行を行うが困難で、手術効率が低下されるという不都合を有する。
【０００９】
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、簡便にして容易な取扱い操作を実現したうえで、自由な位置・姿勢で観察部位の拡大観察を実現し得るようにした画像観察装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、少なくとも２つの等価運動機構を組合わせた傾斜アームと、前記傾斜アームの他端における傾斜の略中心位置に取り付けられた画像表示手段と、前記画像表示手段の表示面上における傾斜の中心位置に対して、画像を投影するものであって、前記傾斜アームの一部に、その投影光軸が前記画像表示手段の傾斜の中心位置と略一致されて配置される画像投影手段とを備えて画像観察装置を構成した。
【００１１】
上記構成によれば、画像投影手段は、術者の姿勢や術部に対する向きに応じて画像表示手段の位置及び向きが、傾斜アームを介して移動調整されると、その位置及び向きに連動して移動されて該画像表示手段に対する光学的位置関係が初期状態に保たれることにより、引き続き正確な画像を画像表示手段に表示する。従って、画像表示手段の位置及び向き調整だけの簡単な取扱い操作で、所望の画像観察が可能となり、手術効率の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上述べたように、この発明によれば、画像表示中心位置を中心とした角度調整を簡便にして容易に実現し得るようにして、自由な位置・姿勢で拡大観察を実現し得るようにした画像観察装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
（第１の実施の形態）
図１は、この発明の第１の実施の形態に係る画像観察装置を示すもので、詳細を後述する画像表示手段１０は、傾斜アームを構成する等価運動機構である後述する平行四辺形リンク１４，２０を組合わせた支持架台１に３次元的に自由な位置に配置固定可能に配される。そして、観察光学系で構成される撮像手段３は、移動調整可能な保持アーム４によって術部近傍に支持固定される。
【００１５】
上記平行四辺形リンク１４は、その支持アーム１４１の先端部に軸受部１４２を介して上記画像表示手段１０が取り付けられる。この軸受部１４２には、図示しない電磁ブレーキが内蔵され、該電磁ブレーキ（図示せず）を介して中心軸Ｏａ回りに回動自在に設けられる。そして、この軸受部１４２は、図示しない入力スイッチの操作に連動して図示しない制御回路を介して上記電磁ブレーキ（図示せず）が制御されて中心軸Ｏａ回りに上記画像表示手段１０の回動操作を解除及び固定可能に設定される。
【００１６】
また、支持アーム１４１には、所定の間隔を有して２本のアーム１４３，１４４が略直交状に配され、その一端が軸受部１４５，１４６を介して回動自在に組付けられる。これらアーム１４３，１４４の他端には、支持アーム１４１に対して略平行に配したアーム１４７が軸受１４８，１４９を介して回動自在に組付けられる。このうち、軸受部１４８内には、図示しない電磁ブレーキが内蔵され、この電磁ブレーキ（図示せず）を介して中心軸Ｏｂ回りに回動自在に設けられる。そして、この軸受部１４８は、上記入力スイッチ（図示せず）の操作に連動して上記制御回路（図示せず）を介して動作制御され、その中心軸Ｏｂ回りのアーム１４３の回動に伴なう平行四辺形リンク１４の変形、すなわち、上記支持アーム１４１の軸Ｏｂ回りの傾斜操作を解除及び固定可能に設定される。
【００１７】
また、アーム１４４の終端には、上記アーム１４７と略平行に上記平行四辺形リンク２０を構成するアーム２０１が配されて、該アーム２０１の一端が軸受部２０２を介して回動自在に接続される。そして、上記アーム１４７及びアーム２０１には、アーム９と略平行に配されるアーム２０３が架設されて軸受部２０４及び２０５を介して回動自在に取り付けられる。また、アーム１４７の終端には、カウンターウエイト２１が取り付けられ、このカウンターウエイト２１を介して上記画像表示手段１０、平行四辺形リンク１４及び２０の重量を軸Ｏｃ回りに操作可能に構成される。
【００１８】
さらに、上記アーム２０３には、アーム２０６が軸受部２０７を介して中心軸Ｏｃ回りに回動自在に取り付けられる。この軸受部２０７には、図示しない電磁ブレーキが内蔵され、該電磁ブレーキ（図示せず）を介して中心軸Ｏｃ回りに回動自在に設けられる。そして、この軸受部は、上記入力スイッチ（図示せず）の操作に連動して上記制御回路（図示せず）を介して上記電磁ブレーキ（図示せず）が制御されて中心軸Ｏｃ回りにアーム２０３、すなわち、前記画像表示手段１０、平行四辺形リンク１４、２０、カウンターウエイト２１の回動操作を解除及び固定可能に設定される。
【００１９】
また、アーム２０６には、２本のアーム２０８、２０９が所定の間隔を有して略直交状に配されて、各一端が軸受部２２１，２２２を介して回動自在に取り付けられる。そして、このアーム２０８，２０９の他端には、アーム２３が略直交状に配されて軸受部２３１，２３２を介して回動自在に連結されて平行四辺形リンク２０が構成される。このうち、軸受部２３１には、図示しない電磁ブレーキが内蔵され、該電磁ブレーキ（図示せず）を介して回動自在に設けられる。そして、この軸受部２３１は、上記入力スイッチ（図示せず）の操作に連動して上記制御回路（図示せず）を介して上記電磁ブレーキ（図示せず）が制御されて上記平行四辺形リンク３０の変形、すなわち、上記画像表示手段１０の軸Ｏｃ方向の平行移動操作を解除及び固定可能に設定される。
【００２０】
さらに、上記アーム２０９の略中間部には、軸受部３１が設けられ、この軸受部３１は、支柱３２に対して、軸Ｏｄ回りに回動可能に支持される。軸受部３１には、図示しない電磁ブレーキが内蔵され、該電磁ブレーキ（図示せず）を介して回動自在に設けられる。そして、この軸受部３１は、上記入力スイッチ（図示せず）の操作に連動して上記制御回路（図示せず）を介して上記平行四辺形リンク３０の軸Ｏｄ回りの回動操作を解除及び固定可能に設定される。そして、上記アーム２３の終端には、上記軸Ｏｄ回りの重量物の重量を相殺するためのカウンターウエイト３３が設けられる。
【００２１】
また、上記支柱３２は、軸受部３４を介して、架台ベース３５に軸Ｏｅ回りに回動可能に取り付けられる。この軸受部３４には、図示しない電磁ブレーキが内蔵され、該電磁ブレーキ（図示せず）を介して回動自在に設けられる。そして、この軸受部３４は、上記入力スイッチ（図示せず）の操作に連動して上記制御回路（図示せず）を介してシステム全体の軸Ｏｅ回りの回動操作を解除及び固定可能に設定される。
【００２２】
次に、上記平行四辺形リンク１４の支持アーム１４１に軸受部１４２を介して組付け配置される画像表示手段１０について説明する。この画像表示手段１０は、例えばフレネル凹面鏡パネルで構成される表示パネル４０がアーム４１を介して中心軸Ｏａ回りに回動自在に連結され、このアーム４１の中間部には、アーム４２の一端が所定の傾斜角を有して取り付けられる。このアーム４２の他端には、画像投影手段を構成する左右一対のプロジェクター４３Ｌ、４３Ｒが、その出射光軸ＰＬおよびＰＲが上記表示パネル４０上の中心軸Ｏｃと交わる点Ｓ上で一致するように、所定の角度αを有して取り付け配置される。
【００２３】
これにより、表示パネル４０を見ている術者の左右一対の目ＥＲ、ＥＬには、プロジェクター４３Ｌ、４３Ｒから光軸ＰＬ、ＰＲで表示パネルに投影されると、入射光軸ＷＲ、ＷＬで導かれる。
【００２４】
また、上記撮像手段３は、図３に示すようにハウジング４５が上記保持アーム４に取り付けられる。このハウジング４５には、観察光学系を構成する対物レンズ４６が設けられ、この対物レンズ４６に対向して左右一対の変倍光学系４７Ｌ、４７Ｒが内蔵される。そして、この左右一対の変倍光学系４７Ｌ、４７Ｒは、図示しない入力手段によって術者の所望の倍率に変更可能になっている。
【００２５】
また、左右一対の変倍光学系４７Ｌ、４７Ｒには、左右一対の結像レンズ４８Ｌ、４８Ｒが対向配置され、この左右一対の結像レンズ４８Ｌ、４８Ｒの結像点上には、左右一対の撮像素子（ＣＣＤ）４９Ｌ、４９Ｒが配置される。これにより、対物レンズ４６で取り込まれた観察像は、変倍光学系４７Ｌ、４７Ｒで変倍されて結像レンズ４８Ｌ、４８Ｒで、ＣＣＤ４９Ｌ、４９Ｒに結像されて観察光学像が電気信号に変化される。
【００２６】
上記ＣＣＤ４９Ｌ、４９Ｒには、左右一対の画像生成回路５０Ｌ、５０Ｒが接続され、この左右一対の画像生成回路５０Ｌ、５０Ｒには、左右一対のプロジェクター４３Ｒ、４３Ｌが接続される。ここで、左右一対の画像生成回路５０Ｌ、５０Ｒは、ＣＣＤ４９Ｌ、４９Ｒから入力されるＬ及びＲ電気信号に基づいてＬ及びＲ画像出力信号を生成し、そのうち画像生成回路５０ＬがＬ画像信号をプロジェクター４３Ｒに出力し、画像生成回路５０ＲがＲ画像信号をプロジェクター４３Ｌに出力する。これにより、一対のプロジェクター４３Ｒ、４３Ｌは、各出射光軸ＰＲ、ＰＬより、画像を表示パネル４０に投影して画像を表示する。
【００２７】
ここで、上記画像表示手段１０の表示パネル４０及びプロジェクター４３Ｌ、４３Ｒの光学系原理について、図４を参照して説明する。但し、説明の便宜上、図４においては、観察者（術者）Ｄの右眼ＥＲ及び該観察者（術者）Ｄの右眼ＥＲに対応するプロジェクター４３Ｌのみを図示し、観察者（術者）Ｄの左眼ＥＬ及び該左眼ＥＬに対応するプロジェクター４３Ｒに関して省略する。
【００２８】
即ち、表示パネル４０は、プロジェクター側に対面する側から見て正パワーのフレネル凹面鏡４０１の背面側にミラーコーティング４０２が施され、観察者（術者）Ｄがフレネル凹面鏡側を見る場合、その右眼ＥＲがプロジェクター４３Ｌに対応される。このプロジェクター４３Ｌは、画像表示素子５５Ｌ及び射出瞳５９Ｒを有する画像投影光学系５６Ｌを備え、画像表示素子５５Ｌに表示された画像５７Ｒを、画像投影光学系５６Ｌを介して表示パネル４０に投影して画像５８Ｒを表示する。ここで、上記表示パネル４０は、そのフレネル凹面鏡４０１のレンズ作用により、画像投影光学系５６Ｌの射出瞳５９Ｒを観察者Ｄの右眼ＥＲに重なるように投影する。
【００２９】
なお、図中６２Ｒは、上記表示パネル４０のフレネル凹面鏡４０１により投影された上記画像投影光学系５６Ｌの射出瞳である。
【００３０】
上記構成において、術者Ｄは、先ず、保持アーム４を操作して撮像手段３の位置を術部Ｐに対して位置決め、固定する。次に、上記入力スイッチ（図示せず）を操作して、支持架台１の各軸受部１４２、１４８、２０７、２３１、３１に設けられた電磁ブレーキ（図示せず）を解除して、表示パネル４０を所望の位置に配置固定する。この際、表示パネル４０を含む重量物は、カウンターウエイト２１、３３によって各回動軸回りに対して相殺されているため、術者は無重力感覚で表示パネル４０の位置を変更することができる。
【００３１】
ここで、患者の術部Ｐを発した光は、撮像手段３の対物レンズ４６、変倍光学系４７Ｌ、４７Ｒ、結像レンズ４８Ｌ、４８Ｒによって、術者Ｄの必要とする倍率で、それぞれＣＣＤ４９Ｌ、４９Ｒ上に結像されて電気信号に変換され、この電気信号に基づいて画像生成回路５０Ｌ、５０Ｒによって、左右一対の観察画像が生成される。この左右一対の観察画像のうち、右観察画像５７Ｒは、左側プロジェクター４３Ｌ内の画像表示素子５５Ｌ上に表示され、画像投影光学系５６Ｌによって表示パネル４０面上に右眼用表示画像５８Ｒとして投影され、表示パネル４０のミラーコーティング４０２によって、術者Ｄに向かって反射される。
【００３２】
また、表示パネル４０を構成するフレネル凹面鏡４０１は、そのレンズ作用により画像投影光学系５６Ｌの射出瞳５９Ｒを該フレネル凹面鏡６１の射出眼６２Ｒ、すなわち術者Ｄの右眼ＥＲに重なるように投影する。ここで、ＣＣＤ４９Ｒ、画像生成回路５０Ｒによって生成され、画像表示素子５５Ｌによって表示される術部Ｐの右観察画像５７Ｒは、術者Ｄの右眼ＥＲに観察画像として導かれる。
【００３３】
同様に、ＣＣＤ４９Ｌ、画像生成回路５０Ｌによって生成された、術部Ｐの左観察画像５７Ｌは、画像表示素子５５Ｒによって表示され、プロジェクター４３Ｒによって表示パネル４０に投影されて、術者Ｄの左眼ＥＬにのみ観察画像として導かれる。ここで、術者Ｄは、これら左右視差を持った画像を左右眼独立して観察されることで、術部Ｐの立体観察が行われる。
【００３４】
また、術者Ｄは、顔の向きなど、手術の進行に合わせて、若干の観察姿勢を変更する場合、上述したように支持架台１を操作して、画像表示手段１０の角度を変更し、表示パネル４０の向きを変更する。ここで、例えば図５に示すように、平行四辺形リンク１４、２０が変形されて図中破線で示す１４′、２０′の形状になった場合には、表示パネル４０も同様に破線で示す位置４０′に配置される。この際、アーム２０３の中心軸Ｏｃと前記支持アーム１４１の中心軸Ｏａの交点と、表示パネル４０上で、左右一対のプロジェクター４３Ｌ、４３Ｒの出射光軸が交差する点Ｓが一致していることにより、表示パネル４０は、表示画像の中心位置で傾斜される。
【００３５】
また、左右一対のプロジェクター４３Ｌ、４３Ｒは、上述したようにアーム４１、４２を介して、表示パネル４０と一体的に取り付けられていることから、該表示パネル４０の傾斜に追従して同様に傾斜される。これにより、上述のような表示パネル４０の位置変更を行ってもプロジェクター４３Ｌ、４３Ｒと表示パネル４０の光学的位置関係が、一切崩れず初期状態が保持されることで、術者Ｄは引き続き、術部Ｐの観察が行われて手術を続行することができる。
【００３６】
このように、上記画像観察装置は、画像表示手段１の表示パネル４０とプロジェクター４３Ｌ、Ｒの位置関係を一定のまま、前記表示パネル４０の画像表示中心を中心として傾斜し得るように構成した。
【００３７】
これによれば、術者Ｄの姿勢変更に応じた表示パネル４０の傾斜が瞬時に素早く行うことが可能となり、術者Ｄの姿勢変更に伴なう画像表示手段１０のセッティング変更が不要となることにより、可及的に手術効率の向上を図ることが可能となる。
【００３８】
なお、上記実施の形態では、支持架台１における等価運動機構として平行四辺形リンク１４，２０を用いて構成した場合で説明したが、これに限ることなく、その他、例えばタイミングベルトやギヤを用いて構成することも可能で、略同様の効果が期待される。また、このタイミングベルトやギヤを用いて等価運動機構を構成した場合には、上記平行四辺形リンクを用いて構成した場合に比してアームの細径化等を図ることが可能となる。
【００３９】
（第２の実施の形態）
図６及び図７は、この発明の第２の実施の形態に係る画像観察装置を示すものである。但し、図６及び図７においては、上記図１乃至図５と同一部分について同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４０】
即ち、第２の実施の形態では、上記支持アーム１４１に対して軸受部７１を介して接続アーム７０の一端部を回動自在に接続し、この接続アーム７０の他端部には、画像表示手段１０を構成する表示パネル７２の画像表示中心Ｓが、軸受部７１の回転中心軸Ｏａと上記アーム２０３の回転中心軸Ｏｃの交点と一致するように取り付けられる。この軸受部７１には、図示しない電磁ブレーキが内蔵され、該電磁ブレーキ（図示せず）を介して回動自在に設けられる。そして、この軸受部７１は、上記入力スイッチ（図示せず）の操作に連動して上記制御回路（図示せず）を介して接続アーム７０の回転中心軸Ｏａ回りの回動操作を解除及び固定可能に設定される。
【００４１】
また、上記支持アーム１４１には、上記左右一対のプロジェクター４３Ｌ、４３Ｒの出射光軸ＰＬ、ＰＲがアーム７３を介して表示パネル７２の画像表示中心Ｓと一致するように取り付けられる。
【００４２】
上記表示パネル７２は、プロジェクター側に対面する側にフレネル凹面鏡７２１が設けられ、このフレネル凹面鏡７２１の背面側には、上記ミラーコーティング７２２が施される。このフレネル凹面鏡は、その中心位置が、上記プロジェクター４３Ｌ、４３Ｒからの画像投影中心と一致すべく、かつその凹曲面が同心円状に形成される。
【００４３】
上記構成において、術者Ｄは、上記第１の実施の形態の場合と略同様に、撮像手段３及び画像表示手段１０を所望の位置に配置して固定し、術部Ｐの拡大立体観察をしながら、術部Ｐの処置を進める。
【００４４】
また、画像表示手段１０の表示パネル７２の表示向きを変更する場合にも、第１の実施の形態と略同様に、上記入力スイッチ（図示せず）を切替操作して、支持架台１を構成する平行四辺形リンク１４、２０を操作して、表示パネル７２の画像表示中心Ｓを中心した傾斜操作を行う。
【００４５】
そして、術部Ｐに対する術者Ｄの立ち位置の変更等、術部Ｐに対する術者Ｄの向きを変更する場合には、上記入力スイッチ（図示せず）の切替操作により、上記制御回路（図示せず）を介して軸受部７１内に配置される電磁ブレーキ（図示せず）を解除し、表示パネル７２を支持アーム１４１の中心軸Ｏａ回りに回動させる。この際、表示パネル７２は、そのフレネル凹面鏡７２１の中心と、上記支持アーム１４１の回転中心Ｏａが一致され、かつ、フレネル凹面鏡７２１が同心円状を有していることにより、表示パネル７２とプロジェクター４３Ｌ、４３Ｒの光学的位置関係は、初期状態に保たれる。すなわち、画像表示手段１０のセッティングを変えることなく、術者Ｄにより術部Ｐの３次元画像観察が継続され、手術を続行することができる。
【００４６】
このように、第２の実施の形態においては、表示パネル７２の傾斜中心となる中心軸Ｏｃと回転中心となる中心軸Ｏａの交点と、表示パネル７２上の画像表示中心Ｓを一致させ、さらに、該画像表示中心Ｓをフレネル凹面鏡７２１の中心に設定するように構成した。これによれば、術者Ｄの術部Ｐ回りの位置変更に対しても、画像表示手段１０のセッティングを変更することなく、表示パネル７２の向きを変更することが可能となることにより、同様に手術効率の向上を図ることができる。
【００４７】
（第３の実施の形態）
図８は、この発明の第３の実施の形態に係るに画像観察装置を示すものである。但し、この第３の実施の形態においては、画像表示手段８０を除く構成が、例えば上記第１の実施の形態と略同様に構成されることで、図８中同一部分について同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４８】
即ち、上記画像表示手段８０は、上記表示パネル４０が画像顕微鏡８１上に組付けられて構成され、その画像顕微鏡８１が上記軸受部１４２に接続されたアーム４１に支持される。
【００４９】
この画像顕微鏡８１は、上記第１の実施の形態における撮像手段３と略同様に構成される。例えば図示しない対物レンズ、左右一対の変倍光学系、左右一対の結像レンズ及び左右一対の撮像素子（ＣＣＤ）が設けられ、その対物レンズで術部Ｐの光を取り込んで、変倍光学系で、所望の倍率に設定した後、結像レンズを介して観察光学像をＣＣＤ上に結像する。すると、ＣＣＤは、結像された光学像を電気信号に変換して、電気信号を画像生成回路に出力する。この画像生成回路は、入力した電気信号の基づいて画像信号を生成し、この画像信号に基づく画像情報を上記表示パネルに投影して表示する。
【００５０】
上記構成において、術者Ｄは、画像表示手段８０を所望の位置に配置、固定し、画像顕微球で取り込んだ術部Ｐの拡大立体画像を表示パネル４０を見ながら観察し、術部Ｐの処置を進める。そして、術中において、術者Ｄの姿勢変更に応じて、画像表示手段８０を移動させて表示パネル４０の傾斜や中心軸Ｏａ回りの回動を行ない、表示パネル４０を所望の向きに合せて、手術を進行する。この際、術部Ｐの拡大観察画像を撮像する撮像手段である画像顕微鏡８１が、表示パネル４０と一体となって移動、傾斜するため、術中に術者が該表示パネル４０をいかなる位置、向きに配置したとしても、表示される画像の向きは、常に術者Ｄから直接術部を見た画像と同じ向きで表示される。
【００５１】
この第３の実施の形態においては、画像表示手段８０を表示パネル４０と画像顕微鏡８１で形成して、術部Ｐからの光を画像表示手段８０の画像顕微鏡８１で取り込んで拡大観察画像を生成し、この画像顕微鏡８１で生成した拡大観察画像を直接的に表示パネル４０に表示するように構成した。
【００５２】
これによれば、術部Ｐの拡大観察画像を術者の向きから捕らえた画像として観察することが可能となるため、術部Ｐを処置する際に生じる、実際の手の動きと観察画像上に表示される手の動きが常に一致することになり、自然な手術処置が可能となるため、さらに手術効率の向上を図ることができる。
【００５３】
なお、この第３の実施の形態においては、画像顕微鏡中に、術部Ｐの拡大観察を行う目的で、左右一対の変倍光学系を配置するように構成した場合で説明したが、これに限ることなく、その他、例えばＣＣＤ上で撮像される画像を、画像生成回路内で、所謂、電子ズームと称する変倍処理を行うように構成してもよい。これによれば、画像顕微鏡８１の小型化の促進が図られて、手術処置空間を広くとることが可能となり、さらに有効な効果が期待される。
【００５４】
また、上記第１及び第２の実施の形態において、周知のナビゲーション装置等を用いて術者Ｄの位置を検出すると共に、その撮像手段３を保持する保持アーム４の各関節にモーター等の駆動手段を設け、上記術者Ｄの位置に応じて、撮像手段３の位置、向きを自動で補正するた画像補正手段を備えて構成することにより、さらに、良好な効果を期待することができる。
【００５５】
よって、この発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【００５６】
例えば実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００５７】
また、この発明は、上記各実施の形態によれば、次のような構成を得ることもできる。
【００５８】
（付記１）
少なくとも２つの等価運動機構にからなる傾斜アームと、
前記傾斜アームの一端を３次元的に自由な位置に移動可能な移動アームと、
前記傾斜アームの一端においてその軸線上で回動可能に傾斜の略中心位置に取り付けられた画像表示手段と、
前記画像表示手段面上における傾斜の中心位置に対して、画像を投影する画像投影手段と
を備えた画像観察装置において、
前記画像投影手段を前記傾斜アームの一部に取り付け、該画像投影手段の投影光軸を前記傾斜アームによる前記画像表示手段の傾斜の中心位置と略一致させるとともに、前記傾斜の中心位置が前記傾斜アームの一端における前記画像表示手段の回動中心軸上に配置されることを特徴とする画像観察装置。
【００５９】
（付記２）
さらに、術部の拡大観察画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって得られる観察画像を前記画像表示手段面上に投影する投影手段とを備えて構成した特徴とする付記１記載の画像観察装置。
【００６０】
（付記３）
前記撮像手段は、前記画像表示手段と一体的に構成されていることを特徴とする付記２記載の画像観察装置。
【００６１】
（付記４）
前記撮像手段によって得られる画像の向きと、前記画像投影手段による前記画像表示手段に投影される投影画像の向きを一致させる画像補正手段を有することを特徴とする付記２又は３に記載の画像観察蔵置。
【００６２】
（付記５）
前記等価運動機構は、平行四辺形リンクで形成されることを特徴とする付記１乃至４のいずれか記載の画像観察装置。
【００６３】
（付記６）
前記等価運動機構は、タイミングベルトで形成されることを特徴とする付記１乃至４のいずれか記載の画像観察装置。
【００６４】
（付記７）
前記画像表示手段は、フレネル凹面鏡で形成されることを特徴とする付記１乃至６のいずれか記載の画像観察装置。
【００６５】
（付記８）
前記フレネル凹面鏡の光学的中心位置と前記画像投影手段による前記画像表示手段への投影中心位置が略一致していることを特徴とする付記７記載の画像観察装置。
【００６６】
（付記９）
前記画像投影手段は、画像プロジェクターで形成されることを特徴とする付記１乃至８のいずれか記載の画像観察装置。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】この発明の第１の実施の形態に係る画像観察装置の構成を示した構成図である。
【図２】図１の画像表示手段の詳細を示した配置図である。
【図３】図１の撮像手段および画像表示手段上に投影する観察画像を生成する画像生成手段の構成を示した構成図である。
【図４】図１の画像表示手段の原理を説明するために示した原理図である。
【図５】図１の画像表示手段の観察向きを変更した際の状態を説明するために示した概念図である。
【図６】この発明の第２の実施の形態に係る画像観察装置の要部を取り出して示した構成図である。
【図７】図６の表示パネルの構成を示した詳細図である。
【図８】この発明の第３の実施の形態に係る画像観察装置の構成を示した構成図である。
【符号の説明】
【００６８】
支持架台…１、撮像手段…３、４…保持アーム、１０…画像表示手段、１４、２０…平行四辺形リンク、１４１…支持アーム、１４２，１４５，１４６，１４８，１４９，２０２，２０４，２０５，２２１，２２２，２３１，２３２，３１…軸受部、１４３，１４４，１４７，２０１，２０３，２０６，２０８，２０９，２３…アーム、２１…カウンターウエイト、３０…平行四辺形リンク、３２…支柱、３３…カウンターウエイト、３４…軸受部、４０…表示パネル、４０１…フレネル凹面鏡、４０２…ミラーコーティング、４１、４２…アーム、４３Ｌ、４３Ｒ…プロジェクター、４５…ハウジング、４６…対物レンズ、４７Ｌ、４７Ｒ…変倍光学系、４８Ｌ、４８Ｒ…結像レンズ、４９Ｌ、４９Ｒ…ＣＣＤ、５０Ｌ、５０Ｒ…画像生成回路、５５Ｌ…画像表示素子、５６Ｌ…画像投影光学系、５７Ｒ、５８Ｒ…画像、５９Ｒ、６２Ｒ…射出瞳、７１…軸受部、７０…接続アーム、７２…表示パネル、７３…アーム、７２１…フレネル凹面鏡、７２２…ミラーコーティング、８０…画像表示手段、８１…画像顕微鏡。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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